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如果电流通过液晶，所有的分子将会按照电流的方向进行排列，这样就会消除光线的扭转。

如图2-33所示，如果将一个偏振滤光器放置在液晶层的上表面，扭转的光线通过（如A），而没有发生扭转的光线（如B）将被阻碍。

因此可以通过电流的通断改变LCD中的液晶排列，使光线在加电时射出，而不加电时被阻断。

也有某些设计为了省电的需要，有电流时，光线不能通过，没有电流时，光线通过。

A加电时B不加电时

图2-33光线穿过与阻断示意图

LCD显示器的基本原理就是通过给不同的液晶单元供电，控制其光线的通过与否，从而达到显示的目的（维信科技，太原最好的IT培训）。

因此，LCD的驱动控制归于对每个液晶单元的通断电的控制，每个液晶单元都对应着一个电极，对其通电，便可使光线通过（也有刚好相反的，即不通电时光线通过，通电时光线不通过）。

2．电致发光

LCD的发光原理是通过控制加电与否来使光线通过或挡住，从而显示图形。

光源的提供方式有两种：

透射式和反射式。

笔记本电脑的LCD显示屏即为透射式，屏后面有一个光源，（维信科技，太原最好的IT培训）因此外界环境可以不需要光源。

而一般微控制器上使用的LCD为反射式，需要外界提供光源，靠反射光来工作。

电致发光（EL）是液晶屏提供光源的一种方式。

电致发光的特点是低功耗，与二极管发光比较而言体积小。

电致发光（EL）是将电能直接转换为光能的一种发光现象。

电致发光片是利用此原理经过加工制作而成的一种发光薄片，如图3-34所示。

其特点是：

超薄、高亮度、高效率、低功耗、低热量、可弯曲、抗冲击、长寿命、多种颜色选择等。

因此，电致发光片被广泛应用于各种领域。

图2-34电致发光片的基本结构

3．LCD的驱动控制

市面上出售的LCD有两种类型：

一种是带有驱动电路的LCD显示模块，这种LCD可以方便地与各种低档单片机进行接口，如8051系列单片机，但是由于硬件驱动电路的存在，体积比较大。

这种模式常常使用总线方式来驱动。

另一种是LCD显示屏，没有驱动电路，需要与驱动电路配合使用，如图2-35所示。

特点是体积小，但却需要另外的驱动芯片。

也可以使用带有LCD驱动能力的高档MCU驱动，如ARM系列的S3C44B0X。

图2-35不带驱动电路的LCD结构

（1）　总线驱动方式

一般带有驱动模块的LCD显示屏使用这种驱动方式，由于LCD已经带有驱动硬件电路，因此模块给出的是总线接口，（维信科技，太原最好的IT培训）便于与单片机的总线进行接口。

驱动模块具有八位数据总线，外加一些电源接口和控制信号。

而且自带显示缓存，只需要将要显示的内容送到显示缓存中就可以实现内容的显示。

由于只有八条数据线，因此常常通过引脚信号来实现地址与数据线复用，以达到把相应数据送到相应显示缓存的目的。

表2-41为一个典型的显示模块（HY－12864B）提供的总线接口。

表2-41典型带驱动液晶模块的总线接口

（2）　控制器扫描方式

S3C44B0X中具有内置的LCD控制器，它具有将显示缓存（在系统存储器中）中的LCD图象数据传输到外部LCD驱动电路的逻辑功能。

S3C44B0X中内置的LCD控制器可支持灰度LCD和彩色LCD。

在灰度LCD上，使用基于时间的抖动算法（time-basedditheringalgorithm）和FRC（FrameRateControl）方法，可以支持单色、4级灰度和16级灰度模式的灰度LCD。

在彩色LCD上，可以支持256级彩色（维信科技，太原最好的IT培训）。

对于不同尺寸的LCD，具有不同数量的垂直和水平象素、数据接口的数据宽度、接口时间及刷新率，而LCD控制器可以进行编程控制相应的寄存器值，以适应不同的LCD显示板。

内置的LCD控制器提供了下列外部接口信号：

VFRAME：

LCD控制器和LCD驱动器之间的帧同步信号。

它通知LCD屏新的一帧的显示，LCD控制器在一个完整帧的显示后发出VFRAME信号。

VLINE：

LCD控制器和LCD驱动器间的同步脉冲信号，LCD驱动器通过它来将水平移位寄存器中的内容显示到LCD屏上。

LCD控制器在一整行数据全部传输到LCD驱动器后发出VLINE信号（维信科技，太原最好的IT培训）。

VCLK：

此信号为LCD控制器和LCD驱动器之间的象素时钟信号，LCD控制器在VCLK的上升沿发送数据，LCD驱动器在VCLK的下降沿采样数据。

VM：

LCD驱动器所使用的交流信号。

LCD驱动器使用VM信号改变用于打开或关闭象素的行和列电压的极性。

VM信号可在每一帧触发，也可在数量可编程的一些VLINE信号后触发。

VD[3:

0]：

LCD象素数据输出端口。

VD[7:

4]：

图2-36LCD控制器逻辑框图

图2-36为S3C44B0X中内置的LCD控制器的逻辑框图，它用于传输显示数据并产生必要的控制信号，如VFRAME,VLINE,VCLK,和VM。

除了控制信号，还有显示数据的数据端口VD[7:

0]。

LCD控制器包含REGBANK,LCDCDMA,VIDPRCS,和TIMEGEN（维信科技，太原最好的IT培训）。

REGBANK具有18个可编程寄存器，用于配置LCD控制器。

LCDCDMA为专用DMA，它可以自动地将显示数据从帧内存中传送到LCD驱动器中。

通过专用DMA，可以实现在不需要CPU介入的情况下显示数据。

VIDPRCS从LCDCDMA接收数据，变换为合适的数据格式（比如4/8位单一扫描和4位双扫描显示模式）后通过VD[7:

0]发送到LCD驱动器。

TIMEGEN包含可编程的逻辑，以支持常见LCD驱动器所需要的不同的接口时间、速率要求。

TIMEGEN部分产生VFRAME,VLINE,VCLK,VM等信号。

（3）与ARM自带LCD驱动器有关的寄存器如表2-42所示，其中PCOND为端口D的引脚配置寄存器，PDATD为端口D的数据寄存器，PUPD为端口D的上拉禁止寄存器。

表2-43、表2-44、表2-45分别为PCOND、PDATD、PUPD寄存器的位描述。

表2-42端口D寄存器

寄存器

地址

R/W

描述

复位值

PCOND

0x01D2001C

配置端口D的管脚

0x0000

PDATD

0x01D20020

端口D的数据寄存器

Undef.

PUPD

0x01D20024

端口D的上拉寄存器

0x0

表2-43PCOND寄存器的位描述

位

PD0

[1:

0]

00=输入10=VD0

01=输出11=保留

PD1

[3:

2]

00=输入10=VD1

PD2

[5:

4]

00=输入10=VD2

PD3

[7:

6]

00=输入10=VD3

PD4

[9:

8]

00=输入10=VCLK

PD5

[11:

10]

00=输入10=VLINE

PD6

[13:

12]

00=输入10=VM

PD7

[15:

14]

00=输入10=VFRAME

表2-44PDATD寄存器的位描述

PD[7:

当端口被设置为一个输入端口，相应的位成为管脚状态。

当端口被设置为一个输出端口，管脚状态与相应的位一样。

当端口被设置成一个功能管脚，将会读到一个不确定的值。

表2-45PUPD寄存器的位描述

0:

附在相应端口管脚的上拉电阻使能

1:

上拉电阻禁用。

LCD驱动控制端口与ARM的端口4是共用的，因此，要设置相应的寄存器，将其定义为功能端口，即LCD驱动控制端口（维信科技，太原最好的IT培训）。

表2-46为LCD控制寄存器LCDCON1的设置值，表2-47为LCDCON1的位描述。

表2-46LCDCON1的设置

LCDCON1

0x01F00000

R/W

LCD控制1寄存器

0x00000000

表2-47LCDCON1的位描述

初始化状态

LINECNT（只读）

[31:

22]

这些位提供行计数器状态。

从LINEVAL降值到0

0000000000

CLKVAL

[21:

这些位决定了VCLK的速度频率。

CLKVAL[9:

0].VCLK=MCLK/（CLKVALx2）（CLKVAL³

2）

WLH

这些位通过计算系统时钟的数量来决定VLINE脉冲的高电平宽度。

00=4个时钟,01=8个时钟,10=12个时钟,11=16个时钟

00

WDLY

这些位通过计算系统时钟的数量来决定VLINE和VCLK之间的延时。

MMODE

[7]

该位决定了VM的翻转频率。

.

0=每帧,1=MVAL定义的频率。

DISMODE

[6:

5]

由这些位选择显示模式。

00=4字节双扫描显示模式

01=4字节单扫描显示模式

10=8字节单扫描模式

11=不使用

INVCLK

[4]

该位控制VCLK有效边沿的极性。

0=显示数据从VCLK的下降沿得到。

1=显示数据从VCLK的上升沿得到

INVLINE

[3]

该位说明了行脉冲的极性。

0=标准1=反相

INVFRAME

[2]

该位说明了帧脉冲极性。

0=标准1=反相

INVVD

[1]

该位说明了显示数据（VD[7：

0]）极性

0=标准1=VD[7:

0]输出反相

ENVID

[0]

LCD显示输出和逻辑使能/禁止。

0=显示输出和逻辑禁止

1=显示输出和逻辑使能

显示方式设为8位单扫方式，VLINE和VCLK之间的时滞设为16倍系统时钟，VLINE高电平为16倍系统时钟，CLKVAL设为20。

LCDCON2寄存器的设置和位描述如表2-48和表2-49所示。

表2-48LCDCON2的设置

寄存器

地址

描述

LCDCON2

0x01F00004

LCD控制2寄存器

0x00000000

表2-49LCDCON2的设置

LCDCON2

LINEBLANK

21]

这些位说明了在一个水平线持续时间内的空白时间，它们能够对VLINE的速度进行微调。

LINEBLANK的单位是MCLK。

如果LINEBLANK的值是10，10个系统时钟内，空白时间插入到VCLK中。

0x000

HOZVAL

[20:

10]

这些位决定了LCD面板的水平范围。

HOZVAL要先被确定以满足第一行的字节数是162n个字节的条件。

如果在单音色模式下LCD的x范围大小是120dot象素，x=120是不支持的，因为一行由1615个字节组成。

改为在单音色模式下，x=128是支持的，因为一行由16个字节组成。

多出的8dot象素将会被LCD面板驱动丢掉。

LINEVAL

这些位决定了LCD屏幕的水平范围

LCD的分辨率为320×

240，根据下面的公式可以计算出HOZVAL和LINEVAL的值，LINEBLANK设为15（维信科技，太原最好的IT培训）。

HOZVAL=（水平显示范围/有效显示数据行数量）-1

在彩色模式下：

水平显示范围=3*水平像素数量

LINEVAL=（垂直显示范围）-1；

如果是在单扫描显示形式下。

LCDSADDR1寄存器的设置和位描述如表2-50和表2-51所示。

表2-50LCDSADDR1寄存器的设置

LCDSADDR1

0x01F00008

帧缓冲开始地址1寄存器

0x000000

表2-51LCDSADDR1寄存器的位描述

MODESEL

[28:

27]

这些位选择黑白，灰度，或彩色模式。

00=黑白模式01=4级灰度模式

10=16级灰度模式11=彩色模式

LCDBANK

[26:

21]

这些位说明在系统存储器中，显示缓冲区的BANK位置A[27:

22]。

LCD帧缓冲要按4MB对齐，因为当移动视频端口时，该值不会改变。

所以，使用malloc函数时要注意。

0x00

LCDBASEU

这些位说明高端地址计数器的起始地址的A[21：

1]，它是用于双扫描LCD的高端帧存储器或者单扫描LCD的帧存储器。

设置为彩色模式，LCDBANK=0xc000000，LCDBASEU=0x0。

LCDSADDR2寄存器的设置和位描述如表2-52和表2-53所示（维信科技，太原最好的IT培训）。

表2-52LCDSADDR2寄存器的设置

LCDSADDR2

0x01F0000C

帧缓冲起始地址2寄存器

表2-53LCDSADDR2寄存器的位描述

BSWP

[29]

字节交换控制位

1：

交换使能0：

交换禁止

DMALCD通过4字猝发访问得到帧存储数据。

在小端模式下，帧存储数据在BSWP=0时按4n+3th,4n+2th,4n+1th,4n-thdata的序列显示。

如果BSWP=1，顺序是4n-th,4n+1th,4n+2th,4n+3th。

如果CPU是一个小端模式，帧缓冲只能用字节访问模式访问，因为BSEP是1，在小端模式下按字节访问的数据可以正确的显示。

其它情况下，BSWP必须是0。

MVAL

如果MMODE位设为逻辑‘1’，这些位定义了VM信号的翻转频率。

LCDBASEL

这些位说明了低端地址计数器的起始地址的A[21：

1]，它用于双扫描LCD的低帧存储器。

LCDBASEL=LCDBASEU+（PAGEWIDTH+OFFSIZE）x（LINEVAL+1）

LCDSADDR3寄存器的设置和位描述如表2-54和表2-55所示。

表2-54LCDSADDR3寄存器的设置

LCDSADDR3

0x01F00010

虚拟屏幕地址设置

表2-55LCDSADDR3寄存器的位描述

OFFSIZE

[19:

9]

虚拟屏幕偏移尺寸（半字数量）。

这个值定义了前面一个LCD线上最后显示的半字的地址，与在下一个LCD线上最先显示的半字地址的差。

PAGEWIDTH

[8:

虚拟屏幕页宽（半字数量）。

这个值定义了帧内可视窗口的宽度。

OFFSIZE＝0，PAGEWIDTH＝320/2。

六、实验步骤

1．新建工程，将“Exp7LCD驱动控制实验”中的文件添加到工程中。

2．定义有关常量与宏（lcd320.h,lcd320.c）

#defineLCDWIDTH320

#defineLCDHEIGHT240

U32*pLCDBuffer16=（U32*）0xc000000;

//一级缓存指针

U32LCDBuffer[LCDHEIGHT][LCDWIDTH];

//二级缓存

将其定义为32位是为了与RGB颜色兼容。

3．编写LCD初始化函数（lcd320.c）。

设置各功能寄存器，清空显示缓存区。

4．编写LCD刷新函数（lcd320.c）。

此函数主要是将二级缓存LCDBuffer的数据由32位彩色图形信息转换成8位256色的图形信息（维信科技，太原最好的IT培训），然后放到pLCDBuffer16指向的一级缓存。

转换公式：

pixcolor=（pbuf[0]&

0xe0）|（（pbuf[1]>

>

3）&

0x1c）|（pbuf[2]>

6）。

其中，pbuf[0]、pbuf[1]、pbuf[2]是一个象素的32位彩色数据的前24位，分别代表R、G、B。

编写主函数（main.c）

在LCD上显示256色图形的关键是填充二级显示缓冲，将显示象素的24位颜色信息写入LCDBuffer。

将RGB三种基本颜色按一定比例混合即可构成更复杂的颜色，每个象素的三种基本颜色分别占一个字节，可以方便的在程序里改写各基本颜色的数值，从而改变该象素的混合颜色。